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“挑刺”取得重大突破!我们快吃上无刺武昌鱼了
发布日期:2022-06-21 10:22   来源:未知   阅读:

  生活中常有这样的烦恼:鲫鱼好吃,刺太多;鳊鱼肉嫩,易卡喉。近日,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队

  鱼刺学名叫肌间骨,是由肌膈中的肌腱骨化而来。从形成来源上看,鱼长刺其实就和人类长骨刺一个道理。鱼刺除了在食用时的麻烦,也是大规模机械化加工的重要障碍。

  12月18日,记者在华中农业大学基因楼采访了高泽霞教授,听她谈起以“无刺鱼”为攻关课题的来龙去脉。

  2012年,博士毕业不久的高泽霞面临的一个课题“转型”便是如何让鳊鱼不仅高产提质,在鱼塘里受欢迎,还能在餐桌上受青睐。她选择了让鳊鱼有刺变无刺。她说:“很多人都有被鱼刺卡喉的经历,所以我想培育出无刺鱼,这可能是将来大宗鱼类产业发展的一个方向。”

  有的鱼有刺,有的没刺,有的刺多,有的刺少,在于有一个或几个关键基因调控着它们。所以“创制”无刺鱼的关键就是找到调控鱼刺生长起主要作用的基因(主效基因)。

  这是一个全新的领域。之前研究鱼刺,大多是从形态、表型方面关注,遗传、分子调控方面几乎是空白。

  高泽霞教授向记者描述了寻找鱼刺基因分子表达的情形:他们将每一根细刺从鳊鱼身上小心翼翼挑出来,剔掉结缔组织,在降解之前,快速放进液氮保存,再快速提取RNA,快速进行基因表达。说是快速,将鱼刺一根根从鱼身上挑出,再到基因表达完毕,整个团队足足花了三个月时间才提出了高质量的鱼刺RNA。他们最终筛定出候选的近50个基因。

  正因为这次“挑刺”的程序非常专业、准确,改进了提取RNA的方法,也实现了世界上第一次全面鱼刺基因表达,高泽霞就此申请了鱼刺研究中的国内第一个专利。

  他们将从鳊鱼身上找到的近50个基因放到标准模式鱼斑马鱼身上做验证,验证的过程有点像拆盲盒,利用基因编辑技术,一个一个依次敲掉这些基因,看鱼刺的生长有无变化、怎样变化。斑马鱼三四个月就可以繁殖一代,能有效加快试验进度,即使如此,验证的过程一干就是7年。

  如今已经是国家研究武昌鱼岗位专家的高泽霞没有过多叙述中间的曲折、单调和重复,倒是对一次“乌龙事件”忍俊不禁。

  一次敲掉了斑马鱼的一个基因后,真的发现了一条无刺鱼,整个实验室沸腾了,大家都有一种“终于找到了”的感觉,可是再去验证,发现和这条无刺鱼同批次的其他鱼鱼刺依然故我,证实了这次发现只是个美丽的错误。高泽霞笑着说,到现在都没弄明白,为什么会有一条无刺鱼混杂在有刺鱼中间,可能是自然的基因突变吧。科学就是这么曲折,不断试错是常态。

  她又讲起一直关注研究进展的中科院水生所桂建芳院士的一则故事,桂院士有两次吃鳊鱼时真的吃到了无刺的鳊鱼,可惜吃的时候才发现,遗传基因没有留下来。

  这次“乌龙”让高泽霞更加谨慎。他们编辑了大约40个基因,终于在2018年找到了一个“有效”基因,能减少70%的鱼刺,只有尾部还保留一点点,背部的刺都没有了。

  “有效”是否就是“主效”?高泽霞有些拿不准。这时,从遥远的巴西传来了一个令人惊喜的消息,在亚马孙流域偶然发现了自然突变的十几条无刺“大盖巨脂鲤”,不是少刺,是完全无刺。虽然这一发现对她的研究没有实质帮助,却像黑暗中的一丝亮光,她明白了那个能少70%刺的基因肯定还不是主效基因,还要找。这给了他们一根定海神针,有了目标有了路径,他们继续拆基因盲盒。

  2019年底的一天,用高泽霞的话说,“突然一下子”,主效基因出现了,这次真的是无刺斑马鱼。几百条鱼无刺的表型非常稳定,再经过几代繁育,后代斑马鱼也都是无刺鱼。可以确定找到的就是主效基因,这是一个所有有刺鱼类都含有的共通基因。

  经过测定,虽然鱼刺变化了,可鱼肉中的氨基酸、脂肪酸含量和普通有刺鱼没有显著差异,肉质不变。

  找到主效基因后,高泽霞团队一方面进一步正向验证,将这个基因移植回无刺鱼身上,看它们是否又长出刺来,更确证这个基因的作用;另一方面,将发现的减刺70%的基因和减刺100%的基因都申请获批了国家授权发明专利,作为公开信息向国内各个研究组推广,力争将这个基因运用到不同的鱼类身上。

  目前,高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队已经分别在鳊鱼、草鱼和银鲫身上试验了敲除调控鱼刺生长的主效基因,获得的第一代杂合体(F0代)的少刺鱼生长良好,形态正常,习性和普通有刺鱼没有差异。

  武汉的鳊鱼两年一成熟,鲫鱼一年一成熟,再将这些成熟的杂合体少刺鱼经过纯化繁殖一代,到第三代(F2代)就可以获得纯合体的遗传性状稳定的真正无刺鱼。

  “相信无刺家鱼将会是大宗淡水鱼产业、家庭饮食结构的一次升级。”高泽霞自信地说。

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